Техническая документация литература

 


Билеты
Производственная система
Бережливое производство
Электротехнические материалы
Силовые кабели
Силовые полупроводниковые приборы
Выключатели переключатели
Рубильники и пускатели
Реле
Датчики
Трансформаторы
Пусконаладочные работы
Ремонт бытовых электроприборов
Асинхронные двигатели
Автоматизация производства
Телефонные станции
Справочник по радиоэлектронике
Ремонт телевизоров
Ремонт устройств РЗиА
Электробезопасность 5 группа
Физико-химические методы обработки поверхности полупроводников
  Карта сайта

 
Химико-механическое полирование полупроводниковых соединений типа АШВУ

В отличие от кремния и германия полупроводниковые соединения типа ЛШВУ имеют меньшую твердость и высокую химическую активность, поэтому их обработка сопряжена с рядом трудностей. Как правило, для них сложнее подобрать подходящий по твердости абразивный материал, основной компонент суспензии. Плазменные порошки применяются те же: 5Ю2, 2г02, А120з или цеолиты. Обычно попользуют водную суспензию плазменного порошка 2г02 с соотношением твердой фазы к жидкой, равным 1 : 10 при рН = 9. В качестве окислителей применяют Н2О2, Ре3+! ЗоОв2-, Вг2, Л2, и др. На поверхности подложки полупроводника протекают реакции по схемам:
ОаАз + НА-" №3АзО, + №3 [Оа (ОН)
ОаАз -Ь (Ш.,)., 5208----№3Аз04
0а2(50,)3 + (ЫН4)
При полировании суспензией, содержащей 2г02, Н2О2 н (\ТН4)25208> с увеличением концентрации окислителей более 5% наступает 'пассивация поверхности и скорость полированч^ замедляется. Этот эффект, по-видимому, связан со структурой фазового окисла, образующегося при данной концентрации окислителей. Достаточно хорошее качество поверхности получается при полировании подложек ОаАз суспензией, содержащей 2г02 и 1—6%) Кз[Ре(СЫ)б]. Для обработан подложек ОаАз различных ориентаций большое распространение получило ХМП в растворах гипохлорита натрия с добавками ЫаОН или Ыа2С03. Процесс химического полирования может быть описан следующими реакциями [50]:
ОаАз + 4№ОС1 Оа АзО., + 4НаС1,
0аАз04 + 4№,С03 + 4Н,0 
N303(011)
Максимальная скорость полирования 12,5 мкм/мин достигнута в травителях состава: ЫаОС1, 0,8 моль/л и СО 0,8 моль/л;1 \таОС1 0,8 моль/л и №2С03 1,6 моль/л. Поскольку гипохлорнт, как правило, получают непосредственно в процессе электролиза раствора поваренной соли, то можно использовать концентрацию ЫаС1 от 100 до 300 г/л. При этом концентрация активного хлора меняется мало, а скорость полирования ОаАз изменяется от 0,40 до 1,0 мкм/мин [50]. Раствор гипохлорита натрия имеет рН около 8,0. Прибавление небольших количеств щелочи до 1.5 г/л в полировальный раствор приводит к резкому увеличению скорости травления (скорость растворения возрастает в пять раз). Дальнейшее увеличение содержания ЫаОН в растворе гипохлорита натрия почти не влияет на скорость -полирования, но (Качество поверхности подложек ухудшается. Установлено, что при низких концентрациях щелочи в растворе ЫаОС! скорость растворения контролируется диффузией. При концентрации щелочи выше 2 г/л самой медленной стадией является реакция окисления поверхностных атомов. Раствор гипохлорита натрия можно использовать для полирования всех плоскостей ОаА3, в том числе и плоскости А. Оптимальным режимом ХМП в растворах гипохлорита является частота вращения полировальника 40—60 мин-1, скорость подачи (раствора на полировальник 50—60 капель/мни, рН=8. При этом •достигается поверхность с минимальной высотой неровностей (около 0,01 мкм) и толщиной нарушенного слоя (менее 0,5 мкм) без рисок. В ряде случаев для увеличения скорости и равномерности полирования в раствор N3001 вводят тонкодисперсные порошки 7лОг, 8Ю2, Т1О2.
Широко используются для ХМП подложек ОаА3 также растворы брома в метаноле. Наилучшие результаты по качеству и совершенству поверхности пластин арсенида галлия п- и р-типа при ориентации поверхности по {111}А и {111}В получены в растворах метанола с содержанием Вгг от 0,05 до 0,005% в режиме: предварительная обработка подложек алмазной пастой АСМ-0,5; давление на подложки 140гс/см2; скорость травления 0,5 мкм/мин; снятый слой 10 мкм. При уменьшении концентрации Вг до 0,0025% и увеличении содержания свыше 0,1% на поверхности выявляются риски с ямками травления, имеющие вид «лимонной корки», Скорость полирования сильно снижается.
Травящий компонент суспензии должен обеспечить высокую скорость травления без образования нерастворимых или трудно удаляемых продуктов реакции, быть инертным к материалу полировальника и оборудования иметь низкую степень токсичности. Указанным требованиям отвечают составы на основе смеси перекиси водорода с соляной кислотой или со щелочью. Для полирующей суспензии на основе П2С>2—НС1 наиболее благоприятны условия травления при рН = 2, концентрации Н2О2 16—20%. Для полирующей суспензии на основе 112Ог—КОН наибольшая скорость полирования подложек ОаАз достигается при соотношении компонентов Н2Ог: КО 11 = 1 : 1 (рН = 13). В этих растворах достигнуто высокое качество полированных подложек [51]. Для ХМП арсенилов галлия и индия, и антимонида индия предложены растворы на основе окиси хрома в травящей среде реагентов [52]. Из других составов для ХМП подложек ОаАз используются также составы на основе цеолитов.
Для ХМП подложек 1п5Ь используется метод йодного травления. При концентрации йода около 1% в метаноле, удельном давлении 300гс/см2 и частоте вращения полировальника 100 мин' 1 скорость полирования 1»5Ь составила 30 мкм/мин. Химико-механическое полирование пластин антимоинда индия проводят также в суспензии аэросила на основе перекиси водорода и молочной кислоты и в бром-метанольных растворах в сочетании с последующим химическим полированием в травителе состава ЫХ’Оз: НР: молочная кислота — -5 : 2 : 50, в объемных частях.
Химико-механическое полирование подложек ОаР также проводится различными суспензиями на основе 5Ю2, 2г02, А1203 и др. [62]. Сравнительное исследование качества поверхности и структурного совершенства пластин ОаР {100} показало, что финишная полировка водной суспензией двуокиси циркония (размер зерна 0,1—0,2 мкм) оставляет нарушенный слои глубиной 6—7 мкм. Отдельные царапины распространяются на глубину до 4 мкм, а далее встречаются только следы царапин и локальные скопления дислакаций. Полировка суспензией окиси алюминия а-модификации (размер абразивных частиц 0,054-0,1 мкм) приводит к остаточному нарушенному слою на пластинах ОаР не более 3 мкм и с плот ностыо дислокаций 5-108-г-1 109 см-2. Полирование пластин ОаР «суспензией на основе двуокиси кремния не обеспечивает требуемо' го съема материала: глубина нарушений после обработки не 'превышает 2—3 мкм. Повышенное значение остаточного нарушенное слоя на пластинах фосфида галлия после их ХМП по сравнению с арсенидом галлия объясняется более высокой пластичностью фосфида галлия.
Химико-механическое полирование пластин 1пЛз и 1пР проводится суспензиями 5Юг, 2гОг и А120з с добавлением окислителей 'перекиси водорода, гипохлорита кальция или азотной кислоты и :комплексообразователей (молочной или винной кислот). В таблице приведены некоторые распространенные составы суспензий и растворов для ХМП полупроводниковых подложек.
Анализ экспериментальных данных по ХМП элементарных полупроводников и соединении типа АШВУ показывает, что и после этой обработки также имеется относительно небольшой приповерхностный нарушенный слой (5—10 мкм). Так же, как и пр. ХДП, величина съема материала при ХМП должна превосходить глубину нарушенного слоя от предшествующей обработки. Если ХМП проводится на подложках полупроводника после их алмазной полировки пастами АСМ-1 или АСМ-0,5, то минимальный съем материала на финишной стадии должен составлять не менее 10— 15 мкм. Данные о нарушенных слоях после ХМП позволяют считать, что этот метод не является окончательным видом обработки при подготовке подложек для планарно-эпитаксиальной технологии. Поэтому непосредственно перед эпитаксиальным наращиванием необходимо проводить ХДП или при газовой эпитаксии травление газообразными химическими реагентами.
В ряде работ отмечается, что при ХМГ суспензиями без абразивов получается зеркально-гладкая поверхность подложек с неровностями не более 0,02 мкм с совершенной структурой и высокой степенью чистоты. Отличительной особенностью такой полированной поверхности является также однородность физических свойств, что, по-видимому, обусловлено бездефектностью обработки. Особенно перспективен способ ХМП безабразивными суспензиями для полупроводниковых соединений типа АП1ВУ. В то же, время ряд исследователей считает, что и при такой ХМП, неизбежно связанной с механическим давлением и трением полируемой поверхности с полировальником, имеется нарушенный слой в виде повышенной плотности дислокаций и остаточных упруго-напряженных деформаций, что обусловливает необходимость дополнительного химического или газового травления.


Меню раздела


Требования к полупроводниковым материалам
Требования к полупроводниковым подложкам
Методы контроля ориентации, качества поверхности подложек
Методы контроля и исследования содержания остаточных загрязнений
Основные технологические процессы физико-химической обработки
Классификация методов химической обработки поверхности полупроводников
Краткие сведения о процессах растворения и химического полирования проводников
Предельная плотность диффузионного потока
Теория конвективной диффузии
Основные параметры, определяющие эффективность ХДП и качество поверхности подложек
Влияние химического состава, электрофизических свойств
Химический состав травителя и способ его приготовления
Химическое травление полупроводниковых соединений
Влияние предшествующей обработки подложек полупроводников
Технологические условия и устройства для химико-динамического полирования
Состояние поверхности подложки после химического полирования
Химико-механическое полирование полупроводниковых подложек
Химико-механическое полирование кремния и германия
Химико-механическое полирование полупроводниковых соединений типа АШВУ
Химико-динамическое полирование подложек из кремния и германия
Химико-динамическое полирование полупроводниковых подложек соединений типа АШВУ
Химическое травление легированного арсенида
Процесс химического полирования подложек
Совмещенная технология обработки поверхности полупроводников
Межоперационная очистка подложек
Финишная очистка подложек и соединений типа ЛШВУ
Ионно-плазменные процессы финишной очистки
Плазмохимическое травление поверхности полупроводников
Влияние качества обработки поверхности подложек
Краткие сведения об анодных процессах на полупроводниках
Анодное окисление полупроводников
Особенности анодных процессов на полупроводниках при периодическом токе
Анизотропное травление
Получение микрорельефа локальным травлением
Составы анизотропных травителей
Получение тонких пластинок и мембран
Фотохимическое травление
Выявление р-л-переходов и границ в эпитаксиальных структурах
Выявление дислокаций
 

© 2011 Разработано специально для texnlit.ru, все права защищены.
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.